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一.2012年高考题
1.(2012·全国理综)如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与直面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b在M、N的连线上,o为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是 A.o点处的磁感应强度为零
B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反 C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同 D.a、c两点处磁感应强度的方向不同 【答案】:CD
2.(2012·天津理综)如图所示,金属棒MN两端由等长
的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通一由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是
A. 棒中电流变大,θ角变大 B. 两悬线等长变短,θ角变小 C. 金属棒质量变大,θ角变大 D. 磁感应强度变大,θ角变小
【答案】A
【解析】根据安培力公式,F=BIL,棒中电流变大,金属棒所受安培力变大,θ角变大,选项A正确;两悬线等长变短,θ角不变,选项B错误;金属棒质量变大,θ角变小,选项C错误;磁感应强度变大,金属棒所受安培力变大,θ角变大,选项D错误。 【考点定位】本题考查安培力及其相关知识,意在考查考生分析动态变化的能力。
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3.(2012·北京理综)处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圈周运动。将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值
A. 与粒子电荷量成正比 B. 与粒子速率成正比 C.与粒子质量成正比 D.与磁感应强度成正比 【答案】:D
4. (2012·海南物理)图中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端a、b,导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动。下列说法正确的是
若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L滑动
A. 若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,L向右滑动
B. 若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,
L向左滑动
C. 若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动
【答案】:BD【解析】:若a接正极,b接负极,根据安培定则,电磁铁产生竖直向上的磁场。e接负极,f接正极,由左手定则可判断出L所受安培力向右,则L向右滑动,选项A错误B正确;若a接负极,b接正极,根据安培定则,电磁铁产生竖直向下的磁场。e接负极,f接正极,由左手定则可判断出L所受安培力向左,则L向左滑动,选项D正确C错误。 【考点定位】此题考查安培定则、左手定则及其相关知识。
5. (2012·上海物理)载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B=kI/r,式中常量k>0,I为电流强度,r为距导线的即离。在水平长直导线MN正下方,矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流,被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂,如图所示。开始时MN内不通电流,此时两细线内的张力均为T0。当MN通以强度为I1的电流时,两细线内的张力均减小为T1:当MN内的电流强度变为I2
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向右
则
则
时,两细线
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的张力均大于T0。
(1)分别指出强度为I1、I2的电流的方向;
(2)求MN分别通以强度为I1和I2电流时,线框受到的安培力F1与F2大小之比; (3)当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂,在此瞬间线圈的加速度大小为a,求I3。
2 T0=G,2
T1+F1=G,F3+G=ma=
I1I3F1F32T0ga。
==
?T0?T1?gT0?a-g?,
I3=T0?a-g??T0?T1?g I1。 【考点定位】此题考查安培力、平衡条件、牛顿第二定律及其相关知识。
二.2011年高考题
1.(2011全国理综)如图,两根相互平行的导线分别通有方向相反的电流I1和I2,,且I1>I2,;c、d为导线某一横截面所在平面内的四点,且a、
长直a、b、b、c
与两导线共面;b点在两导线之间,b、d的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
【解析】:两导线在a、c两点产生的磁场方向相反,两导线在b点产生的磁场方向相同,合磁感应强度不可能为零;两导线在b点产生的磁场方向有一定夹角,合磁感应强度不可
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能为零;两导线在a、c两点产生的磁场方向相反,且I1>I2,所以合磁感应强度可能为零的是c点,选项C正确。 【答案】:C
【知识拓展】无限长通电导线在周围产生的磁场的磁感应强度与导线中的电流大小成正比,与到导线的距离成反比。
2.(2011新课标理综第14题)为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的,在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是
【解析】:在地理北极附近是地磁场的S极,由安培定则可知正确表示安培假设中环形电流方向的是图B。 【答案】:B
【点评】此题考查地磁场和安培定则。环形电流可等效为小磁针,地球的磁场可等效为一条形磁铁。
3.(2011上海物理第18题)如图3,质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O’,并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ。则磁感应强度的方向和大小可能为 (A) z正向,
mgILmgILILtanθ 。 tanθ。
mgIL(B) y正向,(C) z负向,
mg(D)沿悬线向上,
sinθ
知,当磁感应BIL=mg时,导大小为
mgIL【解析】.画出通电导线受力图如图所示,由左手定则可强度的方向沿y轴正方向时,安培力沿z轴正方向。当线受力平衡,保持静止,即磁感应强度的方向沿y轴正向,选项B正确。当磁感应强度的方向沿z轴负方向时,安培向。当BIL=mgtanθ时,导线受力平衡,保持静止,即磁
,
力沿y轴正方感应强度的方
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向沿z轴负向,大小为【答案】BC
mgILtanθ,选项C正确。
【点评】与安培力相关的平衡问题可考查受力分析、安培力、平行四边形定则等知识点,难度中等。
4(2011海南物理卷第10题)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图2中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于从O点入射。这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。不计说法正确的是
A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不B. 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同
D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大
同 同
磁场的方向质量均不重力。下列
个周期,时
间相同,因而选项AC错误。 【答案】BD
【点评】此题考查带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动、轨道半径、运动时间及其相关知识。
5.(2011浙江理综第20题)利用如图1所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板MN上方的感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,板上两条宽度分别为2d和d的缝,两缝近端相距为L。一群质量为m、电荷为q,具有不同速度的的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场,对于能够从宽度为d的缝射出的粒子,下列说法正确的是
A. 粒子带正电
B. 射出粒子的最大速度为
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